本体论在机械产品功能建模中的应用

概念设计是产品设计中最重要的部分,将本体论的原则与方法引入机械产品概念设计领域,建立了基于本体的产品功能信息模型,并提出以功能本体为基础建立产品功能结构的方法.最后,以果汁机功能设计为例说明了功能本体模型在产品设计中的应用.     

基于功能流的产品族概念设计过程研究

通过分析产品族设计过程存在的不足,结合产品设计过程的特性,提出了产品族设计过程中功能流的概念,并建立了基于功能流的产品族设计集成框架.该框架将需求获取、概念设计过程和详细设计过程以功能流为纽带统一起来.重点阐述了概念设计阶段用户需求功能的获取和设计功能之间的转化及功能结构模型的建立.最后以多功能台式机器人概念设计过程为实例验证了上述理论的可行性.     

机械产品生长型设计过程的研究

产品概念设计自动化已成为机械设计领域研究的重点.首先引入了广义定位原理和功能表面的概念,而后将实际零部件中表现产品形状、结构的特定表面抽象为功能模式,支持概念结构生成;将生物生长的机理用于产品设计过程,通过功能表面的分解重构进行产品概念设计;给出了功能原型和原理库的数学表达.通过工程实例,验证了上述理论的有效性和实用性.     

基于本体的概念设计功能建模研究

概念设计是产品设计中最重要的部分.根据本体构建原则与方法,建立了基于本体的产品功能信息表达模型,并探讨了以功能本体为基础建立产品功能结构的方法.     

从概念设计到虚拟实体设计的机械系统的快速市场响应创新设计方法

随着产品制造全球化的进一步发展和市场竞争的增强,企业必须开发产品来符合市场的需求,因此,对于设计者而言要解决的两个关键问题是增加产品的竞争性和减少产品的生命周期.本文介绍了一种系统化和自动化的设计方法,该方法是以运动链再生为概念设计的基础,实现了机械系统从概念设计到虚拟实体设计.使用本方法,所有机械产品设计的过程,从概念设计到结构设计、虚拟装配和仿真,到虚拟实体原型都可自动实现.     

产品概念创新设计中的知识获取

从产品设计的流程出发,介绍了产品概念设计过程中所需知识以及如何进行知识获取,并分析了系统中的知识管理技术.通过对概念设计过程中的创新思维和各类创新技法的思考,提出了一种基于知识工程的概念创新设计方法及实现其基本思想的系统框架,并阐述其具体的实现技术和方法.     

并行化产品设计中概念设计的产品信息管理技术研究

概念设计是产品设计过程中的一个重要环节 ,为了实现并行化产品设计 ,有必要将概念设计阶段的产品信息管理纳入到基于产品数据管理系统的并行化产品设计环境中。本文首先分析了对概念设计产品信息进行管理的意义及现有的商品化 PDM系统对其支持能力的不足之处 ,探讨了以产品结构树为中心的产品信息管理方式 ,并提出了采用这种管理方式对概念设计阶段产品信息进行管理所需要解决的一些关键问题及其解决方法 ,初步构造了一个可行的并行化概念设计的产品信息管理模式。     

产品概念设计过程的研究

在分析产品设计及其过程的基础上,利用集合与映射的理论与方法,依次提出了产品设计过程和产品概念设计过程的模型,并详细定义了后者的分解与综合的流程。结合实例给出了产品概念设计过程及其推理决策模型,为产品设计过程的模型化、规律化及其计算机软件支持工具的开发提供了有益的探索     

基于功能流的产品族概念设计过程研究

通过分析产品族设计过程存在的不足,结合产品设计过程的特性,提出了产品族设计过程中功能流的概念,并建立了基于功能流的产品族设计集成框架。该框架将需求获取、概念设计过程和详细设计过程以功能流为纽带统一起来。重点阐述了概念设计阶段用户需求功能的获取和设计功能之间的转化及功能结构模型的建立。最后以多功能台式机器人概念设计过程为实例验证了上述理论的可行性。     

产品设计链管理及其关键技术研究

对产品设计链进行有效管理，可缩短产品上市时间，降低产品成本和提高产品质量。介绍了产品设计链的结构，提出了产品设计链模型和系统层次模型，论述了产品设计链中概念设计的产品建模方法，构建了概念设计阶段评价框架，介绍了设计链协同管理模型，并根据产品设计链的特点，提出采用蚁群算法与遗传算法相结合的方法，对设计链伙伴进行选择。     

基于数据挖掘的产品概念设计建模研究

在产品概念设计过程中，引入数据挖掘技术和方法，提出了基于数据挖掘的全息虚拟产品概念设计模型，开发了数据挖掘工具，建立了面向产品概念设计方案生成的数据仓库；研究建立决策树算法的数据挖掘模型，以支持度为目标，实现从所建立的机械产品库、设计规则库、领域知识库中挖掘相关数据、信息和知识，从而极大地支持机械产品方案创新设计过程。以机床传动机构设计为例，说明了采用决策树方法的数据挖掘模型来实现机械产品概念设计的功能结构映射过程。     

应用多色集合理论完成加工中心的概念设计

提出基于多色集合理论的机械产品概念设计的推理算法。多色集合中元素及集合本身可通过统一颜色、个人颜色来描述,用它们也能很好地描述功能方法树中层与层之间的关系,因而用多色集合理论可以作为功能分解和方案求解的推理基础,实现机械产品的概念设计。多色集合理论方法也可方便地用于计算机编程。以钻铣镗类加工中心为对象进行了方案设计,得出了满足需求的方案集。     

基于产品基因的概念设计

提出了一种基于特征的、通用的功能表达模型。通过对生物基因工程与产品原理方案设计的系统类比,引出产品原理方案设计中的信息遗传基础“产品基因”的概念,提出了“产品基因”的“转录”、“翻译”、“复制”以及“逆转录”机理,揭示了产品基因在功能设计与原理方案设计之间的桥梁作用。建立了基于产品基因遗传和重组的概念设计框架,并以一种新型硬币分离装置的原理方案设计为例进行验证。结果表明,该框架显然有助于产品概念设计阶段的原理创新。     

基于产品生态学的概念设计研究

为提高产品的创新性,提出了一种基于产品生态学的概念设计框架.研究了生物工程和产品概念设计之间的相似性,在分析了产品基因、产品细胞、产品器官、产品生物体、产品种群和产品群落模型的基础上,提出了产品生态学模型,构建了相应的概念设计过程模型,并以纺织装备产业的产品创新为例进行说明.     

A feature-based approach towards an integrated product model in intelligent design

Conceptual design is an early stage in the product design process, which has an essential effect on the product innovation. Existing approaches for product knowledge engineering for conceptual design always focus on knowledge modelling and organization, etc. However, the traditional approach is lack of better comprehending representation and reuse of design knowledge in conceptual design. This paper is devoted to presenting a systematic effective integrated modelling approach of principle solutions in conceptual design to make the knowledge of functional design be transferred efficiently to the subsequent principle conceptual design and structure conceptual design process, and even detail design. With the introduction of the physical quantity model, feature-based representation model of function, effect, physical quantity, working principle and structure concept are put forward step by step, and then an integrated principle solution model is presented based on the generalized assembly model. The knowledge organization method of principle solutions based on physical quantities is also proposed. Conceptual design process based on integrated modelling and knowledge organization of principle solutions is presented, which discloses that physical quantity model is a bridge across functional design, principle conceptual design and structure conceptual design. The conceptual design of new devices for decreasing resistance of petroleum equipment offshore platform is given as an example, which demonstrates that the methodology is obviously helpful to increase opportunities for product innovation in conceptual design.     

Genetic model for conceptual design of mechanical products based on functional surface

Computer-aided conceptual design (CACD) aims to increase efficiency and quality of design work but with little essential progress due to the gap between abstract concept and detailed structure. In order to tackle the problem concerned with conceptual design process and automation, this paper introduces the concept of functional surface as the information carrier to link together product function and structure and describes a product genetic model to represent and organize product information. Functional surface is used to formalize the product gene, a varied-length coding scheme for functional surface and product gene is proposed, and the design process model for conceptual design is established based on product gene. Finally, a prototype system for CACD is introduced to demonstrate how a product can be designed based on the proposed model.     

基于语义关联与驱动的产品概念装配模型研究

面向概念设计的装配模型表示是机械产品装配建模技术研究的一个重要问题,现有的基于几何约束关系的CAD系统不能很好地解决这一问题。基于装配语义“三位一体”性给出了面向概念设计的产品装配模型表示方法,提出采用装配语义关联图表达零件之间的装配语义关系,通过装配语义关联图建立起支持概念装配模型的多层次语义关联和基于语义的装配驱动,从而实现机械产品从概念设计出发的自顶向下和从详细设计出发的自底向上的双向设计。     

Research on collaborative conceptual design based on distributed knowledge resource

Conceptual design is an early stage of the whole product development process, which involves the generation of solutions to satisfy the design requirements. It is a crucial issue on how to find proper principle solutions from enormous, isomeric, and even distributed knowledge resources repositories and then ally with these correlative distributed knowledge resources providers to collaborative conceptual design. Design is a task-solving process using corresponding resource, so it does not always have an agency in product design. This paper proposes a model of collaborative conceptual design based on distributed knowledge resources, which is centered on design tasks and based on dynamic knowledge alliance without agency. After a model of knowledge resource unit and a model of Web services based on knowledge resource are proposed, a virtual quantitative and qualitative knowledge resource representation based on knowledge grid is then put forward. The mixed knowledge resource repository is also proposed to support collaborative conceptual design. The strategies of knowledge register, publish, storage, reorganization, orientation, and problem solving based on mixed knowledge resource repository are then discussed in detail. The data exchange mode of principle solutions is then described. The selection strategy of dynamic knowledge alliance members is established. The framework of distributed knowledge resource is also put forward to support collaborative conceptual design. The process of collaborative conceptual design based on distributed knowledge resource is then proposed. The conceptual design of new devices for decreasing resistance of amphibious vehicles is given as an example, which demonstrates that the methodology is obviously helpful to produce valuable principle solutions with distributed knowledge for product innovation.     

产品全生命周期中面向客户服务的产品模型

将产品全生命周期划分为需求分析、概念设计、工程设计、加工制造、服务支持五个阶段,按照所划分的阶段,提出包括产品需求分析模型、概念模型、设计模型、制造模型和服务支持模型的体系框架,同时研究了各阶段模型之间的转换、集成、互操作方法。在此基础上,重点对产品生命周期中的产品服务支持阶段的模型进行了描述,提出了产品服务支持阶段的模型包括产品服务模型和客户信息模型,研究了从产品的其他阶段模型转化和构成产品服务模型的方法。     

概念设计的功能结构求解Apriori算法

针对创新设计的要求,提出概念设计功能求解Apriori算法.分析概念设计中的功能求解映射.提出适应产品创新设计的概念设计求解映射模型.通过引入Apriori挖掘算法,完成设计功能向结构空间的映射.开发了概念设计自动求解映射系统,通过设计实例验证系统的可行性.